原 重力式砼基础 G0= ( 6. 0 @ 6. 0 @ 1. 2 @ 25) @ 1. 1= 1188. 0kN
桩基础 ( 含承台) G1= ( 4. 0 @ 4. 0 @ 0. 9@ 25) @ 1. 1+ ( P/ 4 @ 0. 62 @ 26 @ 25 @ 4) @ 1. 1= 396+ 808. 2= 1204kN
2. 3 在淤泥质土层条件下采用/ 重力式承台+ 桩基础0, 基 础费用高, 工期长, 施工难度大。
某工程采用 1250kN # m 塔吊基础, 产品说明书提供的 重力式基础尺寸为 A @ B @ H= 6. 5m @ 6. 5m @ 1. 7m, 要求地 基承载力为 200kN/ 。在淤泥质土层中, 地基承载力不能满 足该要求, 故采用桩基处理。考虑钢筋混凝土基础自重加塔 吊工况荷载, 桩基原设计拟采用 6 根 5 1000 钻孔灌注桩, 桩 身穿透粉质粘土层, 进入砾石层 1m, 桩长 25m; 承台设计仍
设计重力式基础时, 以满足地基承载力为主要设计控 制条件, 加大基础底面积, 基础横断面做成阶梯形状, 塔吊
表1
800kN # m 塔吊, 吊钩高度为 45m 时的工况表
工作状况 非工作状况
GC ( 基础荷载) 1370kN 1270kN
W( 基础水平力) 540kN 111kN
M ( 倾覆弯矩) 1721kN#m 2240kN#m
Abstract: Unreasonable design project can arose the capsizal of tower crane in building its base on soft soil foundation, and it will also increase the construction cost. The paper particularizes several familiar unreasonable tower crane base design projects and brings forward safe, reasonable and economical design opinion according to related technical specification and pastsuccessful examples, which can be for reference to the design and the construction engineer. Keywords: Soft soil foundation; Tower crane base; Safety; Stabilization; Economical and reasonable
1. 3 通过受力分析, 可以判断在塔吊生产厂商提供的基础设 计参数中起控制性的参数 工作状况下的倾覆弯矩 M。实际应 用中, 确保该数值达到稳定、安全性要求, 竖向基础承载力就可 以满足要求; 重力式钢筋混凝土基础底部的摩阻力、桩基础的 侧向土压力可以抵消基础水平力 W、扭矩 Mc。遇到特殊情况 时, 如塔吊基础位于落差大的土台阶上、流塑状淤泥土层中或 高桩承台上, 尚应进行受力分析、计算确定。 2 塔吊基础设计失误的经验教训 2. 1 由于重力 式钢筋混凝土基础 存在设计构造上 的薄弱 环节, 在塔吊组装过程中发生倒塌事件。
群桩效应系数: Gs= 0. 96, Gp= 1. 18, Gc 取为 1. 0 由此求得单桩竖向承载力( 压力)
R=
Gs
Qsk s
+
Gp
Qp k p
+
Gc
Qck c
Qsk= Up 2qsli= P@ 0. 6( 15@ 24+ 40@ 2) = 829. 0kN
Qpk= P/4( 0. 6) 2@ 1000= 282. 7kN
Qck= 4@ 4/4@ 40= 160. 0kN
采用砼灌注桩经验参数法: 桩抗力分项系数 s= p= 1. 67, c= 1. 65
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江苏建筑 2005 年第 2 期( 总第 100 期)
软土地基塔吊基础设计
张根双, 刘小明, 陈晓云
( 江苏金大地房地产开发公司, 南京 210007)
[ 摘 要] 在软土地基中建造塔吊基础, 设计方案的不合理会引发塔吊倾覆的安全事故, 或加大了项目成本。本文列举了
几种常见的不合理的塔吊基础设计方案, 并根据有关规范及以往成功实例提出了安全、合理、经济的塔吊基础设计意见, 供 设计、施工人员参考。
类似的案例很多, 由于塔吊基础费用在工程总造价中 所占比例很小, 一般难以引起人们注意, 事后也很少进行分 析、总结。重力式塔吊基础有时还会成为地下障碍物, 影响 到地下综合管线、设施施工, 因此在塔吊方案设计时, 应综 合考虑相关专业设计图纸要求。 3 多年工程实践证明, 设计软土地基中的塔吊基础, 采用 桩基础方案较为合理, 并按下列因素进行设计。 3. 1 认真研究塔吊使用说明书, 基础设计应满足塔吊工况 下的抗倾覆、竖向荷载、水平力、扭矩的要求。如果说明书中 仅有重力式塔吊基础图纸时, 应根据重力式基础图纸和地 基承载力要求, 按同类工况塔吊的技术参数进行相应换算, 然后进行基础设计。 3. 2 要便于塔吊安装、拆除、使用
» 必要时尚应考虑对建筑结构、布线等影响土承台中, 承台不但 要满足基础节安装要求, 还要满足在塔吊工况条件下的抗 弯、抗冲切、基础节抗拔要求。承台形式应根据塔吊型号、桩 基设计承载力、布置形式、间距确定, 一般较大型的塔吊宜 用/ 十0字交叉梁式承台, 小型塔吊宜用整板承台。
基 础荷载 ( 含塔机及桩自重) 设计值 G= 1370- G0+ G1= 1370- 1188+ 1204= 1386kN
基 础 荷载 ( 含 塔机 不含 桩) G= 1370- 1188+ 396=
578kN 4. 3. 2
江苏建筑 2005 年第 2 期( 总第 100 期) 塔吊基础承台下单桩竖向轴力设计值
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4 塔吊基础设计实例 4. 1 概况
塔 吊 说 明 书 : 800kN # m 塔 吊 , 抗 倾 覆 设 计 弯 矩 2240kN # m, 基础荷载 1370kN。
主要地层承载力设计标准值: 塔吊基础下 0~ 4m, 淤泥质粉土, q p= 40kN/ ; 4~ 25m, 淤泥质粉土, q s= 15kN/ ; 25~ 27m,粉质粘土, qs= 40kN/ , qp= 1000kN/ ; 4. 2 塔吊基础设计图, 见图 7。
某 800kN # m 塔吊基 础设计采用 / 重力式承 台+ 桩基 础0方案, 承台尺寸 A @ B @ H= 4. 2m @ 4. 2m @ 2. 4m, 断面为 阶梯形, 见图 6。先施工下半部分钢筋混凝土基础、安装预埋 件, 安装塔吊基础节, 再施工上半部分钢筋混凝土基础。在 流塑淤泥质土层中放坡开挖基坑土方, 边坡土体极易开裂、 坍塌, 造成工程桩大量倾斜偏位。
计算至桩底:
0 N =
1386 4
?
22 40 2@ 3
=
346. 5 ? 373. 3 =
719. 8kN ( 压) 26. 8kN( 拉)
计算至承台底:
0 N =
578 4
?
224 0 2@ 3
=
144. 5 ? 373. 3 =
517. 8kN( 压) - 228. 8kN( 拉)
由上计算得单桩竖向压力设计值为 Nmax= 719. 8kN 单桩竖向拉力设计值为 Nmax= - 228. 8kN 4. 3. 3 单桩竖向承载力设计值 单桩竖向压力承载力
生产厂商提供的资料会有所不同, 列举如下: ( 1) 提供重力式钢筋混凝土基础, 对几何尺寸、砼强度
等级、地基承载力的要求。 如 : 某厂 1250kN # m 塔吊基 础尺寸 6. 32m @ 6. 32m @
1. 7m, 砼强度等级 C25; 上、下层配筋为双向 5 25@ 200, 要求 地基承载力为 200kN/
2. 2 重力式塔吊 基础设于高低土坎 上, 由于基底 土层变 形, 造成基础倾斜。
为 便于塔吊拆装, 同时考虑使用时不受基坑内积水影 响, 常将塔吊基础置于基坑边并高出基坑底面 1m 左右。塔 吊投入 使用后, 基底土层受到压缩逐渐向临空面方向倾斜 变形, 造成塔吊连同基础一并倾斜, 难以较正。虽然加固处 理和通过有关安全机构鉴定, 也只能降级使用, 影响了工程 建设工期和成本, 见图 4、图 5。
塔吊基础设计前, 应熟悉建筑、结构图纸, 综合考虑周 边环境条件, 按照施工组织设计要求进行优化布置、选型, 最大程度上便于塔吊基础施工、安装、拆除、使用, 努力达到 施工、使用成本最低化。值得提出的是:
¹ 考虑高承台塔吊基础可在土方开挖前施工, 并使塔 吊全过程服务于地下室施工。
º 在可能的情况下借助于地下室结构作为基础, 从而 降低塔吊基础费用。
1 塔吊基础设计资料 1. 1 塔吊基础设计荷载值取定应考虑塔吊自重、吊重、风 荷载、装拆程序等因素, 且与塔吊型号、构造有关, 因此塔吊 基础设计是一项专业工作。为方便施工单位应用, 塔吊产品 说明书中附有固定式塔吊 基础设计的有关资料, 即塔吊在 第一次附墙前、自立高度的状态下对其基础的要求。不同的
Mc( 扭矩) 293kN#m
0
二项, 当遇到塔吊多年使用、产权或租赁变更缺失基础设计资 料时, 应根据同型号塔吊进行分析、比较后进行基础设计。
[ 收稿日期] 2005-01-19 [ 作者简介] 张根双,男(1972~ ), 江苏金大地房地产开发公司, 工程师。
江苏建筑 2005 年第 2 期( 总第 100 期) 基础节安装在基础上阶内。但因配筋构造、施工工序不当, 在塔吊 安装过程中产生的倾覆力矩作用下, 基础上阶钢筋 混凝土 块体连同塔吊基础节、预埋件一起从基础下阶内拔